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# Biologie# Verhalten und Kognition von Tieren

Herzfrequenzreaktionen bei riskanten Entscheidungen: Eine Studie mit Ratten

Die Untersuchung von Herzfrequenzänderungen bei Ratten während Glücksspielaufgaben gibt Aufschluss über risikobehaftete Entscheidungen.

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Inhaltsverzeichnis

Risiko-nehmendes Verhalten bezieht sich auf Aktionen oder Entscheidungen, bei denen man sich unsicher ist über mögliche Gewinne oder Verluste. Solches Verhalten findet man bei vielen Arten, einschliesslich Menschen und Tieren. In Studien haben Wissenschaftler festgestellt, dass sich die Herzfrequenz ändert, wenn Leute beim Glücksspiel aktiv werden. Zum Beispiel kann die Herzfrequenz steigen, wenn man gewinnt, und sinken, wenn man verliert. Ähnliche Veränderungen könnten auch bei Tieren auftreten, aber es ist weniger bekannt, wie sich ihre Herzfrequenzen in riskanten Situationen verändern.

Zweck der Studie

Um besser zu verstehen, wie Herzfrequenzen auf riskante Entscheidungen reagieren, haben Forscher die Herzfrequenzen von Ratten beobachtet, während sie eine Glücksspielaufgabe durchführten. Diese Studie soll aufzeigen, wie Tiere Entscheidungen treffen, wenn sie mit Risiken konfrontiert sind, und wie ihre Herzfrequenzen ihre Erregung und ihren emotionalen Zustand während dieser Entscheidungen widerspiegeln.

Methoden

Ethische Genehmigung

Alle Verfahren für diese Studie wurden von dem zuständigen Tierschutzkomitee genehmigt und folgten den Richtlinien zur Tierhaltung.

Tierische Probanden

Männliche Long Evans Ratten im Alter von 10 bis 15 Wochen wurden in einer kontrollierten Umgebung gehalten. Sie wurden einzeln gehalten und hatten regelmässigen Zugang zu Futter und Wasser, bis ihr Verhaltenstraining begann, ab da wurden ihre Futter- und Wasseraufnahme eingeschränkt.

Die Verhaltensanordnung

Die Experimente fanden in einer schalldichten Box statt, die speziell für die Studie entworfen wurde. Die Box hatte mehrere Nase-Pick-Löcher, LEDs für visuelle Hinweise und einen Wasserspender. Die Anordnung ermöglichte es den Forschern, die Entscheidungen der Ratten zu verfolgen und ihre Herzfrequenzen während der Aufgabe ohne Störung durch die Forscher aufzuzeichnen.

Training der Ratten

Zunächst wurden die Ratten trainiert, um herauszufinden, wo sie Wasser finden konnten. Sie lernten, ihre Nasen in ein bestimmtes Loch zu stecken, um einen Wassertropfen zu bekommen. Danach wurden sie trainiert, zwischen zwei Optionen zu wählen: einer sicheren Option (immer zwei Wassertropfen) und einer riskanten Option (50% Chance entweder vier Tropfen oder nichts zu bekommen). Dieses Training dauerte mehrere Tage und die Ratten mussten die Aufgaben korrekt ausführen, bevor sie zur Glücksspielaufgabe übergingen.

Durchführung der Glücksspielaufgabe

Sobald die Ratten bereit waren, begannen sie mit der Glücksspielaufgabe. Sie mussten mehrfach zwischen der sicheren und der riskanten Option wählen. Jeder Versuch mass, wie oft sie die riskante Option wählten und wie lange jeder Versuch dauerte. Die Forscher zeichneten die Veränderungen der Herzfrequenz vor den Entscheidungen, während der Auswahl und nach der Offenlegung der Ergebnisse auf.

Herzfrequenzüberwachung

Den Ratten wurden Elektroden angelegt, um ihre Herzfrequenzen während der Glücksspielaufgabe kontinuierlich zu überwachen. Dadurch konnten die Forscher analysieren, wie die Herzfrequenzen in Reaktion auf die verschiedenen Optionen, denen die Ratten gegenüberstanden, schwankten.

Ergebnisse

Rückgang der Basis-Herzfrequenzen

Im Laufe der Tests zeigte die Herzfrequenz der Ratten einen allmählichen Rückgang. Ausgehend von etwa 450 Schlägen pro Minute sank die Herzfrequenz bis zum Ende der Versuche auf ungefähr 350 Schläge pro Minute. Dieser Rückgang deutet darauf hin, dass sich die Ratten besser an die Glücksspielaufgabe gewöhnten. Ihre Neigung, riskante Optionen zu wählen, blieb jedoch während der Testtage ziemlich konstant.

Änderungen der Herzfrequenz während der Auswahl

Als die Ratten zwischen sicheren und riskanten Optionen wählten, sank ihre Herzfrequenz typischerweise, nachdem sie ihre erste Wahl getroffen hatten. Der Rückgang der Herzfrequenz war besonders ausgeprägt, wenn sie die riskante Option im Vergleich zur sicheren Option wählten. Das deutet darauf hin, dass die Ratten emotional stärker engagiert oder ängstlicher waren, wenn sie riskantere Entscheidungen trafen.

Änderungen der Herzfrequenz nach den Ergebnissen

Nachdem die Ratten das Ergebnis ihrer Entscheidungen erhalten hatten, zeigten ihre Herzfrequenzen unterschiedliche Reaktionen, je nachdem, ob sie gewonnen oder verloren hatten. Als sie vier Wassertropfen aus der riskanten Option erhielten, stieg ihre Herzfrequenz an. Im Gegensatz dazu gab es keine signifikanten Veränderungen, als sie zwei Tropfen aus der sicheren Option gewannen oder keine Tropfen aus der riskanten Wahl erhielten. Das deutet darauf hin, dass die Herzfrequenzen der Ratten stärker an ihre Gewinne als an ihre Verluste gebunden waren.

Interpretation der Ergebnisse

Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass Ratten während Glücksspiel-ähnlicher Aufgaben auffällige Veränderungen der Herzfrequenz zeigen. Der Rückgang der Herzfrequenz vor der Auswahl riskanter Optionen könnte darauf hindeuten, dass die Ratten sich vor Entscheidungen in einen entspannteren oder fokussierteren Zustand versetzen. Das passt zu Beobachtungen bei Menschen, wo die Herzfrequenzen während der Erwartung von Belohnungen sinken können.

Der Anstieg der Herzfrequenzen nach einem Gewinn deutet auf gesteigerte Aufregung und Engagement hin. Solche Muster spiegeln Ergebnisse aus Studien mit Menschen wider, bei denen die Herzfrequenzen nach einem Gewinn steigen und nach einem Verlust sinken. Problemspieler zeigen möglicherweise jedoch nicht die gleichen Muster in der Herzfrequenz, da sie oft gedämpfte Reaktionen auf Belohnungen und Verluste haben.

Implikationen

Diese Ergebnisse helfen uns, die physiologischen Reaktionen von Tieren während riskanter Entscheidungsfindung zu verstehen. Sie bieten Einblicke, wie Veränderungen der Herzfrequenz emotionale Zustände und Entscheidungsprozesse widerspiegeln können. Dieses Verständnis kann auch dabei helfen, die zugrunde liegenden Mechanismen des Glücksspielverhaltens und dessen mögliche Verbindungen zu Sucht oder psychologischen Bedingungen besser zu verstehen.

Fazit

Diese Studie hebt die dynamische Beziehung zwischen Herzfrequenzen und riskanten Entscheidungen bei Ratten während Glücksspielaufgaben hervor. Durch die Überwachung dieser physiologischen Signale können Forscher wertvolle Einblicke gewinnen, wie Tiere sich an Herausforderungen der Entscheidungsfindung anpassen. Künftige Forschungen könnten sich darauf konzentrieren, wie sich diese Herzfrequenzmuster in Modellen von Entscheidungsdefiziten, wie z.B. Sucht, verändern, um ein tieferes Verständnis der mit Glücksspielverhalten verbundenen Risiken zu ermöglichen.

Originalquelle

Titel: Heart rate changes related to risky selections and outcomes in a rat gambling task

Zusammenfassung: Risk-taking behavior is crucial for animals to increase their potential outcomes and is considered to alter arousal states in the brain and body represented by heart rates. In this study, we monitored changes in heart rate as rats performed a gambling task in which they selected either a certain outcome with 100% probability (sure option) or a probabilistic double outcome with 50% probability (risky option). We found that when rats selected risky options, they exhibited significantly greater decreases in their instantaneous heart rates immediately before selection than when they selected certain options. In addition, we observed significantly larger increases in instantaneous heart rates when the rats were informed of the larger number of outcomes after selecting the risky options than after selecting the sure options. These results demonstrate that animals can dynamically alter their instantaneous heart rates in response to risky selection and outcomes.

Autoren: Takuya Sasaki, F. Fukushima, A. Tamura, N. Kuga

Letzte Aktualisierung: 2024-04-25 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.21.590481

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.21.590481.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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